ROS URDF模型解析成KDL Tree

简介
Kinematic Tree
KDL parser
- building
- usage from a URDF model
- usage in C++
后续

简介

KDL(Kinematics and Dynamics Library)开发了一个独立于应用程序的框架，用于对运动链进行建模和计算，例如机器人、生物力学人体模型、计算机动画人物、机床等。它为几何对象（点、框架）提供类库，线，…），各种系列的运动链（串行，人形，平行，移动，…），以及它们的运动规范和插值。

Kinematic Tree

KDL(Kinematics and Dynamics Library)中定义了一个树来代表机器人的运动学和动力学参数，ROS中的kdl_parser提供了工具能将机器人描述文件URDF转换为KDL tree。

Kinematic Tree是一种链或者树形结构，使用图论中的术语定义了机构和运动学结构：

A closed-loop mechanism is a graph, 闭链机构是一幅图
an open-loop mechanism is a tree, 开链机构是一棵树
an unbranched tree is a chain. 没有分支的树是一个运动链

KDL Chain和KDL Tree都由最基本的KDL Segments元素串接而成，Segment可以理解为机构运动链上的一个运动部件。如下图所示KDL Segment包含关节KDL Joint 以及部件的质量/惯性属性KDL RigidBodyInertia，并且定义了一个参考坐标系Freference和末端坐标系Ftip。

末端到关节坐标系的转换由Ttip描述。在一个运动链或树中，子部件会被添加到父部件的末端，因此上一个部件的Ftip就是下一个部件的参考坐标系Freference (tip frame of parent = reference frame of the child). 通常Fjoint和Freference是重合的，但是也可以存在偏移。

KDL中的定义与URDF中的定义基本是一样的：

KDL parser

KDL parser是ROS的一个功能包，提供了一种构建完整 KDL 树对象的简单方法。从机器人的 URDF xml 描述或 Collada xml 描述开始，kdl 解析器会自动生成 KDL 树。

building

rosdep install kdl_parserrosmake kdl_parser

usage from a URDF model

将KDL parser作为依赖项添加到您的 package.xml

  <package>...<build_depend package="kdl_parser" />...<run_depend package="kdl_parser" />...</package>

usage in C++

#include <kdl_parser/kdl_parser.hpp>KDL::Tree my_tree;
urdf::Model my_model;
if (!my_model.initXml(....)){
ROS_ERROR("Failed to parse urdf robot model");return false;
}
if (!kdl_parser::treeFromUrdfModel(my_model, my_tree)){ROS_ERROR("Failed to construct kdl tree");return false;}

后续

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